Switch的配置主要包含哪几个方面？ Switch的配置流程是怎样的？

一. 概念性错误
        88E6122是一个switch（交换）芯片，并不是一个单纯的PHY芯片。
  
  

  

   
  图1. 88E6122芯片的框架图
         从图1我们可以看出：88E6122包含有6个千兆以太网转换PORT口，集成了2个10/100/1000Mbps三重速率的以太网发送器（PHY），1个（G）MII接口，3个SERDES接口用来连接外部Marvell PHY设备或者其他SGMII设备。
         对Switch的配置主要包含以下几个方面：
  

Switch全局配置

SERDES配置

PORT配置

PHY配置

      
         (1)Switch全局配置
         Switch全局配置就是对Switch Global Control Register进行配置，主要配置88E6122芯片是否使能PPU（PHY Polling Unit）,为何要配置PPU的使能？那是因为如果使能了PPU，PPU将拥有外部PHY和内部PHY的寄存器的全部入口控制权，此时软件将无法对PHY寄存器进行任何的操作。如果需要利用软件来对PHY进行配置，就必须关闭PPU的使能。
         (2)SERDES配置
         SERDES是Switch端的串并转换器，与DSP侧的SERDES直连，需要配置Extended PHY Specific Control 2 Register (switch端SGMII输出电压幅值。。。)，配置Control Register寄存器（配置SERDES是否为loopback模式，双工模式，速率选择等等，是否开启自动协商，如果开启自动协商，那么双工模式、速率选择就不必通过软件来配置）。
         (3) PORT口配置
         对PORT口的配置就是对MAC Forcing Control Register进行配置，主要配置PORT口的速率，强制连接，强制双工以及使能PCS带内自动协商功能，此处的PORT口的速率应该要与SERDES的接口速率保持一致。
         (4)PHY配置
         对内部PHY的配置就是对Control Register -- copper进行配置，配置PHY是否loopback，速率档，双工模式，自动协商等功能。
   
  二、DSP与Switch的硬件连接
         DSP的EMAC模块主要构成如下图2所示：
  
  

  

   
  图2 DSP EMAC模块组成框图
         由图2可知，EMAC主要包含EMAC模块、MDIO模块、控制模块组成，EMAC模块主要负责以太网数据通道的建立，MDIO模块主要负责配置外围PHY的寄存器。EMAC模块包含SGMII接口和SERDES接口，与之连接的也必须是SGMII接口。88E6122包含有3个SGMII接口，分别为4、5、6端口。
  
  

  

  图3 DSP 与Switch芯片的数据接口
         目前基带板的设计是让DSP1与Switch的PORT 4口相连，DSP2与Switch的PORT 5口相连，FPGA与PORT 6口相连。88E6122的MDIO_CPU、MDC_CPU与DSP的MDIO接口相连，DSP可以通过MDIO接口实现对Switch的配置。
  
  

  

   
  图4 DSP 与Switch芯片的控制接口
   
  三、88E6122芯片资料解读
         88E6122芯片的寄存器具备两种地址模式，Multi-chip Addressing Mode与Single-chip Addressing Mode，根据硬件配置ADDR[4:0]的引脚电平值，来判断采用的是哪种模式，在基带板V30中采用的是Single-chip Addressing Mode，地址映射表如图5所示，其中横坐标是SMI 设备地址，也就是代码中的PHY number，纵坐标就是寄存器地址。由于88E6122只有2个PHY，6个PORT，3个SERDES，所以其与SMI地址的对应关系为：
  

PART	SMI地址
PHY 1-PHY 2	0x1--0x2
SERDES 1-- SERDES 3	0xC--0xE
PORT 1 -- PORT 6	0x11 -- 0x16
GLOBAL	0x1B

  

  

   
  图5 88E6122设备寄存器映射图
         对于PORT、SERDES、GLOBAL寄存器的配置，就可以直接利用对应的SMI地址和寄存器地址实现，但对于PHY的配置有点不同，IEEE只给PHY定义了32个寄存器地址空间，这32个寄存器空间是基本固定的，一些PHY厂家会通过页机制实现外扩的寄存器空间。88E6122芯片也采用的页机制来外扩寄存器空间，PHY寄存器的结构如图6所示：
  
  

  

   
  图6 PHY寄存器映射图
         根据图6可知，对于Register0 - Register15而言，并不区分当前页，所以直接利用SMI设备地址和寄存器地址就可以实现对寄存器的配置。但是从Register16开始，后面的寄存器在不同的页上，代表的是不同的寄存器。所以此时，就需要指定当前页后，再进行寄存器配置。通过对Page Address寄存器进行写操作，来指定当前页。例如：
        phy_setReg(0x1, 22, 0x3);
     表示的就是通过对Page Address寄存器写入3，将当前页置为3，接着再对寄存器的操作就是操作的第三页上的寄存器，例如：
        phy_setReg(0x1, 16, 0xN);
     表示的就是对LED[3:0] Function Control Register的操作，而不是对寄存器Copper Specific Control Register1的操作。
   
  四、Switch的配置流程
         对于88E6122芯片，需要对其四个模块的寄存器进行配置，配置流程如下：
   
   
     MDIO_CONTROL = 0x4000001f;            // Enable MII interface
     phy_setReg(27, 4, 0x0081);        //对全局寄存器进行配置
      phy_setReg(0xc, 26, 0x47);        // 对SERDES进行配置
     phy_setReg(0xc, 0, 0x8140);                           
     phy_setReg(0x14, 0x1, 0x043e);    //对PORT口进行配置
      phy_setReg(1, 0, 0x8140);         // 对PHY进行配置    phy_wait( 4000000 );              //等待建立连接
   
  注意：在配置Switch前需要对其进行复位操作，否则Switch的状态会出现异常
   
  配置完成后，Switch正常工作时的状态寄存器如下：
  

Register	value	Description
PHY Copper Status	0x796D	Link is up condition not detected Auto-Negotiation process complete
SERDES Status Register-Fiber	0x14D	link is up PHY able to perform Auto-Negotiation Auto-Negotiation process not complete
Port Status Register	0xE86	Disabled(Port 3) or AutoNeg PHY Port(duplex and speed determined by the PPU) 1000Mbps Full-Duplex Link is up
Switch Global Status Register	0xA800	Switch Ready Switch Mode is 10 PPU Disabled after Initialization

  五、调试方法
           SERDES是与DSP侧连接的端口，读取SERDES状态寄存器可以知道Switch与DSP之间的连接状态；PHY是连接外部其他PHY设备的接口，通过获取PHY的状态来判断Switch与外部其他PHY设备的连接情况（如PC机）。数据在Switch中的流向如图7所示。
  
  

  

   
  图7 数据在Switch中的流向